CHAPITRE V Etude des Facteurs de Risque de Listériose liés à la Consommation de Fromages à
B. Description des étapes
2) Phénomènes et paramètres associés à chaque étape du procédé
Dans ce paragraphe, nous décrivons le déroulement de chaque étape du procédé. Les phénomènes modélisés et paramètres associés à une étape sont en italique dans le texte et sont répertoriés dans le Tableau 24 et le Tableau 25 respectivement.
Deux types de phénomènes sont modélisés : ceux relatifs aux contaminations secondaires et ceux relatifs aux conditions physico-chimiques environnementales. En se basant sur les résultats du Chapitre II et sur la revue du Chapitre III, nous considérons deux phénomènes de contamination secondaire susceptibles de se produire: la recontamination et la contamination croisée. De la même manière, deux phénomènes relatifs aux conditions physico-chimiques environnementales sont pris en compte dans le cadre du modèle: la croissance des bactéries dans les produits et l’environnement et la réduction des populations microbiennes suite aux opérations d’hygiène.
Tableau 24 Etapes du procédé de fabrication et phénomènes associés
Phase Etape Impact des conditions physico-chimiques Contaminations secondaires Pré-emprésurage Post-emprésurage Recontamination du lait pasteurisé Moulage Egouttage Acidification Refroidissement Saumurage / salage Destruction partielle Stress environnementaux Ressuyage Séchage Fabrication Levuration Croissance Recontamination de la surface des produits
Soins
Maturation Croissance
Contamination croisée pendant les soins Recontamination de la
surface des produits Approvisionnement de
l’environnement
Affinage
Préemballage Croissance
Emballage Emballage Contamination croisée
Transport et conservation
Transport et
Fabrication
Dix étapes sont considérées en phase de fabrication : pré-emprésurage, post-emprésurage, moulage, égouttage, acidification, refroidissement, saumurage ou salage à sec, ressuyage, séchage, levuration (Tableau 24). La durée de l’étape E, en heures, est notée de. En fonction de la technologie modélisée, certaines de ces étapes sont susceptibles de ne pas apparaître dans le procédé de fabrication, auquel cas la durée de l’étape est réduite à 0. Cela peut être le cas des étapes d’acidification, de refroidissement, de séchage, de levuration.
Chaque jour, L litres de lait sont réceptionnés. Le lait est réparti dans B bassines, contenant chacune un volume VB de lait (pré-emprésurage). Après emprésurage (post-emprésurage), le caillé est alors réparti dans des moules
(moulage). On note LF le nombre de litres de lait nécessaires à la fabrication d’un seul fromage. Avant moulage,
la contamination du contenu des bassines par l’environnement est possible. Dans ce cas, les microorganismes sont supposés se répartir de manière homogène et individuellement dans le caillé, impliquant, à terme, une contamination du cœur et de la surface des fromages. Les N moules sont disposés sur des claies régulièrement
retournées pendant l’égouttage. Cette procédure favorise l’écoulement du sérum présent dans le caillé et, en cas de contamination d’une ou plusieurs unités de production, favorise la dispersion des bactéries parmi les unités de production (contamination croisée) et la contamination de l’environnement. Les étapes d’acidification ou de refroidissement sont caractérisées principalement par la température des hâloirs et le fait que la recontamination peut se produire à cette étape en cas de contamination du milieu. La croissance est peu probable du fait du pH très faible au cours de ces étapes. Au moment du saumurage, les fromages frais sont immergés dans une solution saline. Le salage à sec consiste, pour sa part, à les envelopper de sel sec. Au cours du saumurage, si des surfaces de produits sont contaminées, les bactéries sont susceptibles d’être transférées d’une surface de produit à l’autre par l’intermédiaire du bain de saumure (contamination croisée). De plus, la saumure peut naturellement être contaminée par L. monocytogenes dans laquelle elle est capable de survivre et par conséquent, contaminer les
produits (recontamination). Dans les deux cas, les cellules contaminantes de cette étape subissent un stress
osmotique. Après le saumurage, les fromages sont transférés dans des hâloirs où ils sont ressuyés. La contamination croisée est possible lors de cette étape puisque des opérateurs retournent chaque fromage successivement, ainsi qu’au cours de l’étape de séchage. La croissance des bactéries de L. monocytogenes est
possible après l’étape de saumurage, car le pH remonte.
Les mesures d’hygiène en phase de fabrication sont soutenues : les circuits transportant la présure sont désinfectés plusieurs fois par jour, le matériel contenant le lait ou le caillé est nettoyé et désinfecté après chaque utilisation, les matériels divers (tranche caillé, pâle de brassage, filtre) sont renouvelés plusieurs fois par jour, le nettoyage et la désinfection de l’environnement est quotidien.
Du fait de l’intensité des mesures d’hygiène au cours de cette phase et des connaissances limitées concernant les contaminations secondaires à cette étape, les phénomènes intégrés au modèle pour la phase de fabrication sont
limités à la recontamination à chacune des étapes, selon un modèle simplifié, et à la croissance des cellules à
partir du ressuyage. Les stress environnementaux et la destruction partielle des cellules engendrés par les
conditions physico-chimiques au cours d’une étape, sont également pris en compte.
Les N produits issus des L litres sont répartis au terme de la phase de fabrication parmi Lo lots, dont le nombre
de produits et le procédé de fabrication sont différents. Pour des raisons de simplification du modèle, nous avons considéré que ces lots sont tous constitués de P produits fabriqués selon le même procédé de fabrication et que
ces lots se distinguent au début de la phase d’affinage. En sortie de la phase de fabrication, les P produits sont
numérotés de 1 à P.
Affinage
L’affinage est la phase la plus longue et la plus complexe de tout le procédé de fabrication du fait de la présence de multiples lots dans cette zone et de l’alternance entre étapes de soins et étape de maturation en hâloir (Figure 41). La phase d’affinage est caractérisée par un nombre CSH de cycle soins / maturation, durant lequel un
ensemble de produits fait l’objet de soins, puis est transféré en hâloir d’affinage. Le temps de maturation THa et
la température des produits pendant la maturation T°Maturation sont identiques d’un cycle à l’autre.
Soins
Contamination croisée
Croissance dans les produits Croissance dans l’environnement
Déplacement Soins / Hâloir
Approvisionnement Pré-emballage Croissance dans les produits Machine Produits du lot Milieu Salle de soins
Transfert Fabrication / Affinage
Recontamination
Milieu
Hâloir Produits du lot
Milieu Salle de soins
Produits du lot
Milieu Hâloir Produits du lot
Recontamination
Maturation Déplacement Hâloir / Soins
Milieu Hâloir Produits du lot
Recontamination
CYCLE SOINS / MATURATION
Transfert Affinage / Emballage
AFFINAGE
Soins
Contamination croisée
Croissance dans les produits Croissance dans l’environnement
Déplacement Soins / Hâloir
Approvisionnement Pré-emballage Croissance dans les produits Machine Produits du lot Milieu Salle de soins
Transfert Fabrication / Affinage
Recontamination
Milieu
Hâloir Produits du lot
Milieu Salle de soins
Produits du lot
Milieu Hâloir Produits du lot
Recontamination
Maturation Déplacement Hâloir / Soins
Milieu Hâloir Produits du lot
Recontamination
CYCLE SOINS / MATURATION
Transfert Affinage / Emballage
AFFINAGE
Figure 41 Déroulement de la phase d’affinage. Après le transfert de la zone de fabrication vers la zone d’affinage, les produits subissent des soins puis une période de maturation, ce qui constitue un cycle. Après, un certain nombre de cycles soins/maturation, les produits sont transférés en zone de pré-emballage, puis emballés.
Les lots présents en zone d’affinage sont répartis dans un hâloir unique, correspondant en réalité au regroupement de Ha hâloirs. Le milieu de ce hâloir peut être contaminé. A l’intérieur du hâloir se trouve une
salle contenant une unique machine de soins, dont le milieu et la machine peuvent être aussi être contaminés.
Le traitement des fromages dans la machine de soins peut être à l’origine du phénomène de contamination croisée si des produits sont contaminés en surface, telle que décrit dans le paragraphe I du Chapitre IV. Lors du
transfert des produits depuis la salle de soins vers le hâloir, les déplacements des chariots par le personnel de l’environnement humide impliquent le transfert des colonies du milieu de la salle de soins vers celui du hâloir par les aérosols. Le milieu de la salle de soins joue donc un rôle d’approvisionneur de l’environnement du hâloir. L’approvisionnement survient au cours du transfert des produits de la salle de soins vers le hâloir, après leur
traitement dans la machine de soins et avant les opérations d’hygiène dans la salle de soins.
Les opérations d’hygiène sur la machine de soins et dans le milieu de l’environnement de la salle de soins interviennent plusieurs fois par jour : entre chaque lot et au cours du traitement d’un lot (tous les NDMES
produits). Ainsi, le passage d’un lot en salle de soins (entrée dans la salle, traitement, et retour) revient aux traitements successifs de SLo-1 sous-lots ordonnés, composés de NDMES produits et d’un dernier lot composé
des produits restants, ponctués par des mesures d’hygiène pour la machine et le milieu de la salle de soins. Les produits d’un sous-lot sont renumérotés de 1 à NFSLo après chaque transfert entre le hâloir et la salle de soins,
P-1 ... ... 2 1 P
Sous-lot Slo Sous-lot (SLo-1) Sous-lot 3 Sous-lot 2 Sous-lot 1
2 ... ... P-1 P
1
Sous-lot 1 Sous-lot 2 Sous-lot 3 Sous-lot SLo-1
NFSLo =
modulo((P/NMDES) NFSLo = NMDES
NFSLo = NMDES NFSLo =
modulo (P/NMDES)
Sous-lot Slo Règle du Dernier Entré Premier Sorti
lors d’un transfert Soins / Maturation ou Maturation / Soins
P-1 ... ... 2 1
P
Sous-lot Slo Sous-lot (SLo-1) Sous-lot 3 Sous-lot 2 Sous-lot 1
2 ... ... P-1 P
1
Sous-lot 1 Sous-lot 2 Sous-lot 3 Sous-lot SLo-1
NFSLo =
modulo((P/NMDES) NFSLo = NMDES
NFSLo = NMDES NFSLo =
modulo (P/NMDES)
Sous-lot Slo Règle du Dernier Entré Premier Sorti
lors d’un transfert Soins / Maturation ou Maturation / Soins
Figure 42 Numérotation suivant la règle du DPES des produits d’un lot lors d’un transfert entre la salle de soins et le hâloir
Le milieu du hâloir héberge les colonies transférées depuis la salle de soins et les colonies déjà présentes, et permet leur croissance dans certaines conditions environnementales et en présence de nutriments. La présence
de ces colonies dans le hâloir est à l’origine de la recontamination des produits présents dans le hâloir par divers
vecteurs : les mains des opérateurs, les aérosols, etc. La recontamination est un phénomène continu pouvant
survenir au cours d’une étape de maturation des produits dans le hâloir, mais ne survient que ponctuellement, dans le cadre du modèle pour des raisons de simplification : lorsqu’un sous-lot entre en salle de soins et lorsqu’il en sort, après l’approvisionnement du hâloir.
Dans le hâloir, les mesures d’hygiène sont moins fréquentes que dans la salle de soins. La fréquence NDHa de
nettoyage et désinfection de l’environnement du hâloir s’exprime en jours.
La phase d’affinage se termine par le séjour des produits dans un hâloir de pré-emballage, caractérisé par le temps de séjour dans ce hâloir THa_pré et sa température ambiante T°pré-emballage, et au cours duquel la croissance
Emballage
L’emballage des produits se déroule dans une salle au milieu sec, supposant que les bactéries ne sont pas capables de s’y développer dans l’environnement. Ainsi, seule la contamination croisée au cours de l’emballage
par l’intermédiaire d’une machine est susceptible de se produire. La machine est nettoyée quotidiennement en fin de journée.
Transport et conservation
Après avoir été emballés, les produits sont expédiés dans des camions réfrigérés vers les lieux de vente. La température au cours du transport et lors de la conservation est supposée constante (T°T&C), température à laquelle L. monocytogenes est capable de croître. Après expédition des produits, le modèle simule la croissance
Tableau 25 Paramètres et équations du modèle
Phase ou phénomène Paramètre Définition Description
NbJ Entrée Nombre de jours pendant lesquels on souhaite évaluer les conséquences de la
primo-contamination Paramètres généraux
NbIter Entrée Nombre d’itérations
dE Entrée Durée de l'étape E de la phase de fabrication (heures)
L Entrée Nombre de litres de lait / jour
VB Entrée Nombre de litres de lait / bassine
B = L/VB Nombre bassines / jour
LF Entrée Nombre de litres de lait / fromage
FB = VB/LF Nombre de litres de fromage / bassine
N = L/LF Nombre de fromages / jour
Lo Entrée Nombre de lots / jour
Phase de fabrication
P = N/Lo Nombre de produits / lot
CSH Entrée Nombre de cycles hâloir / soins
Tha Entrée Durée d'une étape de maturation pendant un cycle hâloir / soins (heures)
Ha Entrée Nombre de hâloirs en zone d'affinage
SLo = P/NDMES + 1 Nombre de sous-lots constituant un lot
NFSLo
{
= NDMES si le sous-lot est parmi les SLo-1 premiers sous-lots du lot= modulo (P/NBMES) sinon
Nombre de fromages par sous-lot
THa_pré Entrée Durée de l’étape de pré-emballage (maturation en hâloir) (en heures)
Phase d'affinage
AgeCons Entrée Age du produit en heures au moment de la consommation
NDHa Entrée Fréquence de nettoyage/désinfection de l'environnement des hâloirs (en nombre de jours)
NDMES Entrée Fréquence de nettoyage/désinfection de la machine de soins et du milieu de la salle de soins (en nombre de produits)
effM Entrée Efficacité d'une opération d'hygiène en nombre de réductions décimales pour l’élément M
Opération d'hygiène
T°E Entrée Température au cours de l’étape E (constante tout au long de l'étape)
Ωt = f(t) Valeur du paramètre physico-chimique Ω à l'instant t
Paramètres physico-chimiques d’une
étape
αi Entrée i
ème
paramètre du polynôme f de degré 4 modélisant l'évolution de Ω au cours du temps ; i = 1 à 4
Reconth Entrée Indique s’il y a recontamination à l’étape Eh (Reconth=1 si recontamination, 0 sinon)
I(Eh) Entrée Ensemble d'indices des bassines contaminées (entre 1 et B) à l’étape Eh, h=1 à 2
C(Eh) Entrée Concentration des cellules contaminant les bassines (en cellules/litres) à l’étape Eh, h=1 à 2
I’(Eh) Entrée Ensemble d'indices des produits contaminés (entre 1 et P) à l’étape Eh, h=4 à 10
C’(Eh) Entrée Concentration des cellules contaminant un produit (en cellules/produit) à l’étape Eh, h=4 à 10
Q(Eh) Entrée Travail restant avant reprise de croissance des cellules recontaminantes à l’étape Eh, h=1 à 10
Recontamination en phase de fabrication
IJ Entrée Indice des jours pour lesquels le scénario de primo-contamination en phase de fabrication se
produit Primo-contamination
en phase d’affinage NbCellM Entrée Nombre de cellules initialement présentes sur l’élément M de l’environnement d’affinage
pfm Proportion de colonies transférées de la surface du produit vers la machine
pmf Proportion de colonies transférées de la machine vers la surface du produit
pme1 Proportions de colonies transférées depuis la machine vers le bac de récupération
Contamination croisée au cours des
soins
pme2
cf. Tableau 26
Proportions de colonies transférées depuis la machine vers le milieu de la salle de soins
psh Entrée Probabilité de transfert d'une colonie de la salle de soins vers le hâloir
Approvisionnement
pcrois Entrée Proportion de cellules en conditions de croissance dans le hâloir
pdétach Entrée Proportion de cellules détachée de la colonie et transférée
NCPR =H(0)/Ha Nombre de colonies potentiellement recontaminantes
pcont Entrée Probabilité de contact entre une colonie et un produit lors du transfert d’un sous-lot
preconta =1-(1- pcont)SLo Proportion de colonies recontaminantes au passage du sous-lot de taille SLo Recontamination
NCR =Bin(NCPR, preconta) Nombre de colonies recontaminantes (ou de produits recontaminés)
p’fm Entrée Proportion de colonies transférées de la surface du produit vers la machine
Contamination croisée au cours de
Tg Entrée Temps de génération d'une cellule dans le milieu du hâloir Croissance
environnement
µenv = ln(2) / Tg Taux de croissance des cellules de l’environnement
TypePC
{
= 1 si les prélèvements sont répartis sur les trois premiers jours de la semaine
= 2 si les prélèvements sont effectués au cours d’une journée de la semaine, choisie aléatoirement
Type de plan de contrôle
NbAnaE Entrée Nombre de prélèvements par semaine dans le milieu de l’environnement en régime standard
AnaEnvSupp Entrée Nombre d’analyses supplémentaires par semaine si au moins une analyse positive dans le
milieu de l’environnement d’affinage
NbPrelS
{
= NbAnaE = NbAnaE + n x AnaEnvSupp, où n est le nombre de semaines écoulées depuis la première détection
Nombre de prélèvements par semaine dans le milieu de l’environnement
NbPrelJ
{
= NbPrelS / 3 si TypePC = 1 = NbPrelS si TypePC = 2Nombre de prélèvements par jour dans le milieu de l’environnement
Stot Entrée Aire de la surface du milieu de l’environnement en cm²
Sana Entrée Aire de la surface prélevée en cm²
Pdétect
= 1 - e-NbPrélJ x Sana x C, où C est la concentration en nombre de
colonies par cm²
Probabilité de détection d’une contamination du milieu de l’environnement un jour donné
Se Entrée Sensibilité du test pour l’environnement
Sp Entrée Spécificité du test pour l’environnement
Nbprod Entrée Nombre de produits analysés dans un lot
Plan de contrôle
de Entrée Nombre d’analyses supplémentaires par sous-lot si au moins une analyse positive dans un